WO2020201801A1

WO2020201801A1 - 車両制御方法及び車両制御装置

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Publication number: WO2020201801A1
Application number: PCT/IB2019/000409
Authority: WO
Inventors: 平松真知子; 青木元伸; 近藤崇之; 佐久間壮
Original assignee: 日産自動車株式会社; ルノーエス．ア．エス．
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2020-10-08
Also published as: US20220144278A1; CN113874267A; JP7143939B2; US11541892B2; EP3950446B1; EP3950446A1; EP3950446A4; JPWO2020201801A1; CN113874267B

Abstract

自車両を車線変更させることが可能なプロセッサ（１０１）に実行させる車両制御方法であって、自車両の周辺情報に基づいて、自車両が走行する第１車線に対して隣接する第２車線上に位置し、自車両の進入先の位置を示す進入位置を特定し、進入位置の前後に位置する他車両のうち、前方の他車両を前方車両として特定し、後方の他車両を後方車両として特定し、前方車両及び後方車両それぞれの走行状態を判定し、進入位置には自車両が進入するスペースが存在するか否かを判定し、前方車両及び後方車両が停止中と判定され、かつ、進入位置にスペースが存在しない場合、前方車両が発進するか否かを予測し、前方車両の発進が予測された場合、進入位置に向けた自車両の移動を開始させる。

Description

車両制御方法及び車両制御装置

　本発明は、車両制御方法及び車両制御装置に関するものである。

　走行車線を走行する車両を走行車線に隣接する渋滞中の隣接車線へ車線変更させる車両走行制御装置が知られている（特許文献１）。この車両走行制御装置は、車両が進入するスペースが存在しないと判定された場合、車線変更するように予め定められた走行軌跡に沿って、車両を移動させるとともに、走行車線と隣接車線との車線境界上の待機位置、又は、走行車線内における車線境界線から所定距離以内の待機位置に車両を待機させる。そして、この車両走行制御装置は、車両を待機させている間に、上記スペースが存在すると判定された場合、上記待機位置から当該スペースへ車両を移動させる。

特開２０１６−２０３７４５号公報

　従来技術では、スペースが存在すると判定した後に車両が移動するため、移動開始直後に当該スペースが存在しなくなり、車線変更のタイミングを逃す恐れがある、という問題がある。

　本発明が解決しようとする課題は、車線変更のタイミングを逃す恐れを低減させる車両制御方法及び車両制御装置を提供することである。

　本発明は、自車両の周辺情報を取得し、自車両の周辺情報に基づいて、自車両が走行する第１車線に対して隣接する第２車線上に位置し、自車両の進入先の位置を示す進入位置を特定し、進入位置の前後に位置する他車両のうち、前方の他車両を前方車両として特定し、後方の他車両を後方車両として特定し、前方車両及び後方車両それぞれの走行状態を判定し、進入位置には自車両が進入するスペースが存在するか否かを判定し、前方車両及び後方車両が停止中と判定され、かつ、進入位置にスペースが存在しない場合、前方車両が発進するか否かを予測し、前方車両の発進が予測された場合、進入位置に向けた自車両の移動を開始させることによって、上記課題を解決する。

　本発明によれば、車線変更のタイミングを逃す恐れを低減することができる。

図１は、第１実施形態に係る車両制御装置を含む車両システムの一例を示す構成図である。図２Ａは、第１実施形態に係る車両制御装置により実行される制御処理のフローチャートである。図２Ｂは、第１実施形態に係る車両制御装置により実行される制御処理のフローチャートである。図３は、図２Ａ及び図２Ｂに示す処理が実行された際の自車両の走行の一例である。図４は、図２Ａ及び図２Ｂに示す処理が実行された際の自車両の走行の一例である。図５Ａは、第２実施形態に係る車両制御装置により実行される制御処理のフローチャートである。図５Ｂは、第２実施形態に係る車両制御装置により実行される制御処理のフローチャートである。図６は、図５Ａ及び図５Ｂに示す処理が実行された際の自車両の走行の一例である。図７は、図５Ａ及び図５Ｂに示す処理が実行された際の自車両の走行の一例である。

　≪第１実施形態≫
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態は車両に搭載された車両制御装置を例示して説明する。

　図１は、本発明の実施形態に係る車両制御装置１００を含む車両システム２００の一例を示す構成図である。本実施形態の車両システム２００は、車両に搭載されている。車両システム２００は、車両が自動的に車線変更を行うためのシステムである。

　図１に示すように、本実施形態に係る車両システム２００は、周辺環境センサ群１０と、車両センサ群２０と、ナビゲーションシステム３０と、地図データベース４０と、ＨＭＩ５０と、アクチュエータ制御装置６０と、車両制御アクチュエータ群７０と、方向指示器８０と、車両制御装置１００とを含む。これらの装置又はシステムは、相互に情報の授受を行うためにＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）その他の車載ＬＡＮによって接続されている。

　周辺環境センサ群１０は、自車両の周辺の状態（外部状態）を検出するセンサ群であって、自車両に設けられている。図１に示すように、周辺環境センサ群１０としては、例えば、レーダー１１、撮像装置１２が挙げられるが、これらに限定されない。

　レーダー１１は、自車両の周辺に存在する物体を検出する。レーダー１１としては、例えば、ミリ波レーダー、レーザーレーダー、超音波レーダー、レーザレンジファインダーなどが挙げられるが、これらに限定されない。レーダー１１は、例えば、電波を自車両の周辺に送信し、物体で反射された電波を受信することで、物体を検出する。具体的には、レーダー１１は、物体が存在する方向及び物体までの距離を検出する。また、レーダー１１は、物体が存在する方向及び物体までの距離の時間変化に基づいて、自車両に対する物体の相対速度（移動方向を含む）を検出する。レーダー１１により検出された検出結果は、車両制御装置１００に出力される。

　本実施形態では、レーダー１１は自車両を中心としたときの全方位を検出対象としている。例えば、レーダー１１は、自車両の前方、側方、及び後方それぞれに備えられ、自車両の前方に存在する物体を検出する前方レーダー、自車両の側方に存在する物体を検出する側方レーダー、及び自車両の後方に存在する物体を検出する後方レーダーで構成される。なお、自車両が備えるレーダー１１の数及び種別は特に限定されない。

　撮像装置１２は、自車両の周辺に存在する物体を撮像する。撮像装置１２としては、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳの撮像素子を備えるカメラが挙げられるが、これに限定されない。撮像装置１２により撮像された撮像画像は、車両制御装置１００に出力される。

　本実施形態では、撮像装置１２は自車両を中心としたときの全方位を撮像対象としている。例えば、撮像装置１２は、自車両の前方、側方、及び後方それぞれに備えられ、自車両の前方に存在する物体を撮像する前方カメラ、自車両の側方に存在する物体を撮像する側方カメラ、自車両の後方に存在する物体を検出する後方カメラで構成される。なお、自車両が備える撮像装置１２の数及び種別は特に限定されない。

　周辺環境センサ群１０が検出する物体としては、例えば、自転車、バイク、自動車（以降、他車両ともいう）、路上障害物、交通信号機、路面標示（車線境界線を含む）、横断歩道が挙げられる。例えば、自車両の進行方向に沿って走行する他車両が自車両の周辺に存在する場合、レーダー１１は、自車両の位置を基準として他車両が存在する方向及び他車両までの距離と、自車両に対する他車両の相対速度を検出する。また、撮像装置１２は、他車両の車種、他車両の大きさ、及び他車両の形状が特定可能な画像を撮像する。

　また、例えば、自車両が複数の車線のうち特定の車線を走行している場合、レーダー１１は、自車両が走行している車線と、この車線の側方に位置する車線とを区切っている車線境界線を検出するとともに、自車両から車線境界線までの距離を検出する。また、撮像装置１２は、車線境界線の種別が特定可能な画像を撮像する。なお、自車線の両側に車線境界線が存在する場合、レーダー１１は、それぞれの車線境界線について、自車両から車線境界線までの距離を検出する。また、以降の説明においては、自車両が走行している車線を自車線、自車線の側方に位置する車線を隣接車線ともいう。

　車両センサ群２０は、自車両の状態（内部状態）を検出するセンサ群である。図１に示すように、車両センサ群２０としては、例えば、車速センサ２１、加速度センサ２２、ジャイロセンサ２３、操舵角センサ２４、アクセルセンサ２５、ブレーキセンサ２６が挙げられるが、これらに限定されない。

　車速センサ２１は、ドライブシャフトなどの駆動系の回転速度を計測し、計測結果に基づいて自車両の走行速度を検出する。車速センサ２１は、例えば、自車両の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフトに設けられている。加速度センサ２２は、自車両の加速度を検出する。加速度センサ２２には、自車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、自車両の横加速度を検出する横加速度センサが含まれる。ジャイロセンサ２３は、自車両が回転する速度、すなわち、単位時間あたりの自車両の角度の移動量（角速度）を検出する。操舵角センサ２４は、ステアリングホイールの操舵角を検出する。操舵角センサ２４は、例えば、自車両のステアリングシャフトに設けられている。アクセルセンサ２５は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセルペダルの位置）を検出する。アクセルセンサ２５は、例えば、アクセルペダルのシャフト部分に設けられている。ブレーキセンサ２６は、ブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキペダルの位置）を検出する。ブレーキセンサ２６は、例えば、ブレーキペダルのシャフト部分に設けられている。

　車両センサ群２０により検出された検出結果は、車両制御装置１００に出力される。検出結果には、例えば、自車両の車速、加速度（前後加速度及び横加速度を含む）、角速度、アクセルペダルの踏み込み量、ブレーキペダルの踏み込み量が含まれる。

　ナビゲーションシステム３０は、自車両の現在位置の情報に基づいて、自車両の現在位置から目的地までの経路を示して自車両の乗員（運転者を含む）を誘導するシステムである。ナビゲーションシステム３０には、後述する地図データベース４０から地図情報が入力されるとともに、自車両の乗員からＨＭＩ５０を介して目的地の情報が入力される。ナビゲーションシステム３０は、これらの入力情報に基づいて自車両の走行経路を生成する。そして、ナビゲーションシステム３０は、自車両の走行経路の情報を車両制御装置１００に出力するとともに、ＨＭＩ５０を介して自車両の乗員に自車両の走行経路の情報を提示する。これにより、乗員には現在位置から目的地までの走行経路が提示される。

　図１に示すように、ナビゲーションシステム３０は、ＧＰＳ３１と、通信装置３２と、ナビコントローラ３３とを備える。

　ＧＰＳ３１は、現在の自車両の位置を示す位置情報を取得する（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ，ＧＰＳ）。ＧＰＳ３１は、複数の衛星通信から送信される電波を受信機で受信することで、自車両の位置情報を取得する。また、ＧＰＳ３１は、周期的に複数の衛星通信から送信される電波を受信することで、自車両の位置情報の変化を検出することができる。

　通信装置３２は、外部から自車両の周辺状況を取得する。通信装置３２は、例えば、自車両の外部に設けられたサーバ又はシステム、他車両に搭載された通信装置と通信可能な装置である。

　例えば、通信装置３２は、道路に設けられた情報発信装置（ビーコン）又はＦＭ多重放送等により、道路交通情報通信システム（Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ，ＶＩＣＳ（登録商標）、以下同じ）から道路交通情報を取得する。道路交通情報には、例えば、車線単位の渋滞情報、事故情報、故障車情報、工事情報、速度規制情報、車線規制情報などが含まれる。なお、道路交通情報には、上記の各情報が必ず含まれているわけではなく、少なくとも何れか一つの情報が含まれていればよい。

　渋滞情報としては、例えば、渋滞が発生しているエリア、渋滞の距離、渋滞を抜けるまでの所要時間が挙げられるが、これらに限定されない。事故情報としては、例えば、事故が発生したエリア、事故の内容、事故が発生した地点を抜けるまでの所要時間が挙げられるが、これらに限定されない。故障車情報としては、例えば、故障車が存在するエリア、故障車の台数、故障車が発生した地点を抜けるまでの所要時間が挙げられるが、これらに限定されない。速度規制情報としては、例えば、速度規制対象のエリア、速度規制の時間帯が挙げられるが、これらに限定されない。工事情報としては、例えば、工事中のエリア、工事が行われる時間帯、工事中のエリアを抜けるまでの所要時間が挙げられるが、これらに限定されない。

　また、例えば、通信装置３２は、他車両に搭載された通信装置から、自車両に対する他車両の相対速度の情報、自車両に対する他車両の相対的な位置の情報等を取得する。このような自車両と他車両で行われる通信は、車車間通信と称されている。通信装置３２は、車車間通信により、他車両の車速等の情報を自車両の周辺情報として取得する。

　なお、他車両の相対速度等の情報については、車車間通信による取得に限られない。例えば、通信装置３２は、ＶＩＣＳから、他車両の位置、車速、進行方向を含む情報を自車両の周辺情報として取得することもできる。なお、通信装置３２が取得する情報の種別は上記の種別に限られない。例えば、通信装置３２は、天気情報を配信するサーバから、自車両が走行するエリアの天気情報を取得することもできる。

　ナビコントローラ３３は、自車両の現在位置から目的地までの走行経路を生成するコンピュータである。例えば、ナビコントローラ３３は、走行経路を生成するためのプログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）とから構成される。

　ナビコントローラ３３には、ＧＰＳ３１から自車両の現在位置の情報が入力され、通信装置３２から道路交通情報が入力され、地図データベース４０から地図情報が入力され、ＨＭＩ５０から自車両の目的地の情報が入力される。例えば、自車両の乗員がＨＭＩ５０を介して自車両の目的地を設定したとする。ナビコントローラ３３は、自車両の位置情報、自車両の目的地の情報、地図情報、及び道路交通情報に基づいて、現在位置から目的地までの経路であって車線単位の経路を、自車両の走行経路として生成する。ナビコントローラ３３は、生成した走行経路の情報を、車両制御装置１００に出力するとともに、ＨＭＩ５０を介して自車両の乗員に提示する。

　なお、本実施形態では、自車両の走行経路は、自車両が現在位置から目的地に到着可能な経路であればよく、その他の条件については限定されない。例えば、ナビコントローラ３３は、乗員により設定された条件に従って、自車両の走行経路を生成してもよい。例えば、乗員が有料道路を優先的に使用して目的地まで到着するような設定を行った場合、ナビコントローラ３３は、地図情報に基づいて、有料道路を使用した走行経路を生成してもよい。また、例えば、ナビコントローラ３３は、道路交通情報に基づいて、自車両の走行経路を生成してもよい。例えば、目的地までの最短経路の途中で渋滞が発生している場合、ナビコントローラ３３は、迂回経路を探索し、探索された複数の迂回経路のうち所要時間が最短となる経路を、走行経路として生成してもよい。

　地図データベース４０は、地図情報を格納している。地図情報には、道路情報と交通規則情報が含まれている。道路情報及び交通規則情報は、ノードと、ノード間を接続するリンク（道路リンクともいう）により定義される。リンクは車線レベルで識別される。

　道路情報は、車両が走行可能な道路に関する情報である。各道路リンクには、例えば、道路の種別、道路幅、道路形状、直進の可否、進行の優先関係、追い越しの可否（隣接車線への進入の可否）、車線変更の可否その他の道路に関する情報が紐づけられているが、道路リンクに紐づけられる情報はこれらに限定されない。その他にも、各道路リンクには、例えば、信号機の設置位置、交差点の位置、交差点の進入方向、交差点の種別その他の交差点に関する情報が紐づけられている。

　交通規則情報は、車両が走行時に遵守すべき交通に関する規則である。交通規則としては、例えば、経路上における一時停止、駐車／停車禁止、徐行、制限速度、車線変更禁止が挙げられるが、これらに限定されるものではない。各道路リンクには、道路リンクで定義される区間における交通規則の情報が紐づけられている。例えば、車線変更禁止区間における道路リンクには、車線変更禁止の情報が紐づけられている。なお、交通規則の情報は、道路リンクだけでなく、例えば、ノード又は地図上の特定の地点（緯度、経路）に紐づけられていてもよい。

　また、交通規則情報には、交通規則に関する情報だけでなく、信号機に関する情報が含まれていてもよい。例えば、信号機が設置されている交差点の道路リンクには、信号機が現在表示している色の情報、及び／又は信号機の表示が切り替わる周期の情報が紐づけられていてもよい。信号機に関する情報は、例えば、通信装置３２によって、ＶＩＣＳから取得されたり、あるいは、道路上に設けられた情報発信装置（例えば、光ビーコン）から取得されたりする。信号機の表示情報は、時間の経過とともに変化する。そのため、交通規則情報は所定の周期毎に更新される。

　なお、地図データベース４０に格納される地図情報は、自動運転に適した高精度地図情報でもよい。高精度地図情報は、例えば、自車両の外部に設けられたサーバ又はシステムとの通信により取得される。また、高精度地図情報は、周辺環境センサ群１０を用いてリアルタイムに取得した情報（例えば、レーダー１１により検出された物体の情報、撮像装置１２により撮像された自車両の周辺の画像）に基づいて、随時生成されてもよい。

　ここで、本実施形態における自動運転について説明する。本実施形態では、自動運転とは、運転主体が運転者のみで構成された運転形態以外を示す。例えば、運転主体に運転者とともに、運転操作を支援するコントローラ（図示しない）が含まれている場合、又は運転者に代わり運転操作を実行するコントローラ（図示しない）が含まれている場合が自動運転に該当する。

　また、本実施形態では、車両システム２００が地図データベース４０を備える構成を例に挙げて説明するが、車両システム２００の外部に設けられていてもよい。例えば、地図情報は、可搬型の記憶装置（例えば、外付けＨＤＤ、フラッシュメモリ）に予め記憶されていてもよい。この場合、車両制御装置１００と地図情報を記憶する記憶装置とを電気的に接続することで、記憶装置が地図データベース４０として機能する。

　ＨＭＩ５０は、自車両の乗員と車両システム２００との間で情報の出力及び入力を行うためのインターフェースである（Ｈｕｍａｎ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ＨＭＩ）。ＨＭＩ５０としては、例えば、文字又は画像情報を表示するディスプレイと、音楽又は音声など音を出力するスピーカが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

　ＨＭＩ５０を介した情報の授受について説明する。例えば、目的地を設定するために、乗員がＨＭＩ５０に対して目的地を入力すると、目的地の情報は、ＨＭＩ５０からナビゲーションシステム３０に出力される。これにより、ナビゲーションシステム３０は、自車両の目的地の情報を取得することができる。また、例えば、ナビゲーションシステム３０が目的地までの走行経路を生成すると、走行経路の情報は、ナビゲーションシステム３０からＨＭＩ５０へ出力される。そして、ＨＭＩ５０は、走行経路の情報をディスプレイ及び／又はスピーカから出力する。これにより、自車両の乗員には、目的地までの走行経路の情報が提示される。目的地までの走行経路の情報としては、例えば、ルートの案内、目的地までの所要時間が挙げられるが、これらに限定されない。

　また、例えば、自車両を車線変更させるために、乗員がＨＭＩ５０に対して車線変更の実行指令を入力すると、車線変更の実行指令は、ＨＭＩ５０から車両制御装置１００に出力される。これにより、車両制御装置１００は、車線変更の制御処理を開始することができる。また、例えば、車両制御装置１００が車線変更のための目標軌跡を設定すると、目標軌跡の情報は、車両制御装置１００からＨＭＩ５０へ出力される。そして、ＨＭＩ５０は、目標軌跡の情報をディスプレイ及び／又はスピーカから出力する。これにより、自車両の乗員には、車線変更のための目標軌跡の情報が提示される。車線変更のための目標軌跡の情報としては、例えば、隣接車線上で特定された進入位置、車線変更する際の目標軌跡が挙げられるが、これらに限定されない。なお、目標軌跡及び進入位置については後述する。

　アクチュエータ制御装置６０は、自車両の走行を制御する。アクチュエータ制御装置６０は、ステアリング制御機構、アクセル制御機構、ブレーキ制御機構、エンジン制御機構等を備えている。アクチュエータ制御装置６０には、後述する車両制御装置１００から制御信号が入力される。アクチュエータ制御装置６０は、車両制御装置１００からの制御信号に応じて、車両制御アクチュエータ群７０を制御することで、自車両の自動運転を実現する。例えば、アクチュエータ制御装置６０に自車両を自車線から隣接車線へ移動させるための制御信号が入力されると、アクチュエータ制御装置６０は、制御信号に応じて、自車両の移動に必要な操舵角、移動速度に応じたアクセル踏み込み量又はブレーキ踏み込み量を算出する。アクチュエータ制御装置６０は、算出した各種パラメータを車両制御アクチュエータ群７０に出力する。

　なお、各機構の制御は、完全に自動で行われてもよいし、運転者の運転操作を支援する態様で行われてもよい。各機構の制御は、運転者の介入操作により中断又は中止させることができる。アクチュエータ制御装置６０による走行制御方法は、上記の制御方法に限られず、その他の周知の方法を用いることもできる。

　車両制御アクチュエータ群７０は、自車両を駆動するための各種アクチュエータである。図１に示すように、車両制御アクチュエータ群７０としては、例えば、ステアリングアクチュエータ７１、アクセル開度アクチュエータ７２、ブレーキ制御アクチュエータ７３が挙げられるが、これらに限定されない。

　ステアリングアクチュエータ７１は、アクチュエータ制御装置６０から入力される信号に応じて、自車両のステアリングの操舵方向及び操舵量を制御する。アクセル開度アクチュエータ７２は、アクチュエータ制御装置６０から入力される信号に応じて、自車両のアクセル開度を制御する。ブレーキ制御アクチュエータ７３は、アクチュエータ制御装置６０から入力される信号に応じて、自車両のブレーキ装置の制動動作を制御する。

　方向指示器８０は、点滅を行うランプを内部に有しており、自車両の運転者が方向指示スイッチ（図示しない）を操作すると、橙色で点灯する。方向指示器８０は、自車両が右左折する際又は車線変更する際に、その方向を周囲に示すための装置である。方向指示器８０は、例えば、自車両の前端及び後端の左右に一体的に設けられる。例えば、方向指示器８０は、左側方向指示器と右側方向指示器で構成される。

　また、本実施形態では、方向指示器８０には車両制御装置１００から制御信号が入力される。制御信号としては、例えば、消灯している方向指示器８０を点滅させる信号（点滅信号ともいう）、点滅している方向指示器８０を消灯させる信号（消灯信号ともいう）が挙げられる。例えば、方向指示器８０に左側方向指示器を点滅させる点滅信号が入力されると、方向指示器８０は、左側方向指示器を点灯させる。その後、方向指示器８０に左側方向指示器を消灯させる消灯信号が入力されると、方向指示器８０は、左側方向指示器を消灯させる。このように、方向指示器８０は、自車両の運転者に加えて、車両制御装置１００により制御される。

　次に、車両制御装置１００について説明する。本実施形態の車両制御装置１００は、ハードウェア及びソフトウェアを備えたコンピュータにより構成され、プログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）とから構成されている。なお、動作回路としては、ＣＰＵに代えて又はこれとともに、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）などを用いることができる。図１に示す制御装置１０１はＣＰＵに相当する。図１に示す記憶装置１１０はＲＯＭ及びＲＡＭに相当する。

　なお、本実施形態では、制御装置１０１により実行されるプログラムが記憶装置１１０に予め記憶されている構成を例に挙げて説明するが、プログラムが記憶される場所は記憶装置１１０に限定されない。例えば、プログラムは、コンピュータが読み取ることができ、かつ、可搬型のコンピュータ読み取り可能な記録媒体（例えば、ディスクメディア、フラッシュメモリなど）に記憶されていてもよい。この場合、制御装置１０１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体からダウンロードしたプログラムを実行する。言い換えると、車両制御装置１００が動作回路のみを備え、プログラムを外部からダウンロードする構成であってもよい。

　図１に示すように、制御装置１０１には、情報取得部１０２と、状況認識部１０３と、特定部１０４と、走行状態判定部１０５と、スペース有無判定部１０６と、予測部１０７と、走行制御部１０８が含まれる。これらのブロックは、ＲＯＭに確立されたソフトウェアによって、後述する各機能を実現する。なお、本実施形態では、制御装置１０１が有する機能を、７つの機能ブロックとして分けた上で、各機能ブロックの機能を説明しているが、制御装置１０１の機能は必ずしも７つのブロックで分ける必要なく、６つ以下の機能ブロック、あるいは、８つ以上の機能ブロックで分けてもよい。また、制御装置１０１が有する機能は、以下で説明する機能ブロックの機能に限らず、例えばナビゲーションシステムの制御機能等も有している。

　情報取得部１０２の機能について説明する。情報取得部１０２は、周辺環境センサ群１０、車両センサ群２０、ナビゲーションシステム３０、地図データベース４０、ＨＭＩ５０のそれぞれから、各種情報を取得する。

　情報取得部１０２は、周辺環境センサ群１０により検出された、自車両の周辺情報（自車両の外部情報ともいう）を取得する。自車両の周辺情報には、レーダー１１により検出された検出結果、及び撮像装置１２により撮像された撮像画像が含まれる。また、情報取得部１０２は、車両センサ群２０により検出された、自車両の状態を示す情報（自車両の内部情報ともいう）を取得する。自車両の内部情報には、自車両の車速、加速度、角速度、アクセルペダルの踏み込み量、及びブレーキペダルの踏み込み量が含まれる。また、情報取得部１０２は、ナビゲーションシステム３０から、自車両の現在位置、自車両の走行経路、及び道路交通情報を取得する。また、情報取得部１０２は、地図データベース４０から、地図情報（道路情報及び交通規則情報を含む）を取得する。また、情報取得部１０２は、ＨＭＩ５０から、車線変更の実行指令を取得する。情報取得部１０２により取得された各種情報は、後述する各機能で用いられる。

　状況認識部１０３の機能について説明する。状況認識部１０３は、情報取得部１０２により取得された各種情報に基づいて、自車両の周辺の状況を認識するとともに、自車両の車線変更箇所を特定する。

　状況認識部１０３は、自車両の周辺の状況を認識する。例えば、状況認識部１０３は、レーダー１１により検出された検出結果、及び撮像装置１２により撮像された撮像画像から、自車両の周辺に存在する障害物の存否、障害物が存在する方向、障害物までの距離、自車両に対する障害物の相対速度を認識する。これにより、状況認識部１０３は、障害物の数、各障害物と自車両との位置関係、障害物の移動速度を把握することができる。

　また、例えば、状況認識部１０３は、レーダー１１により検出された検出結果、及び撮像装置１２により撮像された撮像画像から、自車両と車線境界線までの距離を認識する。これにより、状況認識部１０３は、車線の車幅方向において、自車両が自車線のどの位置を走行しているかを把握することができる。以降では、車線のうち車幅方向における自車両の位置を、車線に対する自車両の横位置とも称する。なお、自車両のどの部分を、車線に対する自車両の横位置とするかは特に限定されないが、例えば、状況認識部１０３は、車体中心線上の特定の位置を車線に対する自車両の横位置とする。

　また、例えば、状況認識部１０３は、レーダー１１により検出された検出結果、撮像装置１２により撮像された撮像画像、及び地図データベース４０に格納されている地図情報に基づいて、自車両が走行している道路の車線数を特定する。自車両の進行方向と同じ方向に沿う複数の車線が特定された場合、状況認識部１０３は、複数の車線のうち自車両が走行している車線を特定する。

　状況認識部１０３は、自車両の周辺状況が認識された後、自車両の周辺状況と自車両の走行経路に基づいて、車線変更箇所を特定する。状況認識部１０３は、ナビゲーションシステム３０から、自車両の現在位置及び自車両の走行経路を取得し、自車両の現在位置及び走行経路に基づき、車線変更箇所を特定する。車線変更箇所は、走行経路に走行する際に、自車線から隣接車線に車両を移動させる必要がある箇所を示している状況認識部１０３は、自車両の走行経路を参照し、走行経路において車線が変更されている箇所を特定する。

　状況認識部１０３は、自車両の走行経路から、交差点等、進行方向を切り替える地点や、インターチェンジなど、車両の進行方向とは異なる方向に進路を変える地点を目標地点として特定する。次に、状況認識部１０３は、目標地点で自車両の進行方向を変えるために、自車線から隣接車線に車両を移動する必要がある箇所を、車線変更箇所として特定する。

　例えば、現在位置の先にある交差点で右折するような走行経路が設定されており、自車両が複数車線のうち最も左側の車線を走行している場合には、自車両は右折に備えて、左側の車線から右側の車線に移動する必要がある。このようなシーンにおいて、状況認識部１０３は、右折を必要とする交差点を目標地点として特定する。状況認識部１０３は、走行経路上で、右折すべき交差点（目標地点）から所定距離、前の位置を車線変更箇所として特定する。車線変更箇所は、例えば、走行経路上で、目標地点から数１００ｍ手前の箇所に設定される。車線変更箇所は、必ずしも点で設定される必要はなく、所定の区間でされてもよい。他の例として、車線変更箇所は、高速道路上に設けられた分岐点手前の所定区間、高速道路上に設けられた合流地点手前の所定区間、自車両の目的地の手前にある所定区間が挙げられる。高速道路上に設けられた分岐点には、各方面への分岐点と、本線と出口との分岐点が含まれる。なお、本実施形態では、車線変更箇所が区間で特定する場合に、区間の長さは特に限定されない。

　本実施形態では、状況認識部１０３により車線変更箇所が特定され、自車両が当該車線変更箇所に到達した時、又は乗員により車線変更の実行指令が入力されると、自車両が自動的に車線変更する車線変更処理を、以下で説明する機能で実行する。

　次に、特定部１０４の機能について説明する。特定部１０４は、自車両の周辺情報に基づいて、自車両が走行する自車線に対して隣接する隣接車線上に位置し、自車両の進入先の位置を示す進入位置を特定する。例えば、特定部１０４は、レーダー１１により検出された結果及び撮像装置１２により撮像された撮像画像に基づいて、隣接車線上において車両の進行方向に沿う方向の距離が所定距離以上ある場所を進入位置として特定する。所定距離は予め設定された距離であって、実験的に求められた距離である。本実施形態では、所定距離は、渋滞中の隣接車線に対して進入位置を特定できるように設定されている。

　また、特定部１０４は、進入位置を特定すると、進入位置の前後に位置する他車両のうち、前方の他車両を前方車両として特定し、後方の他車両を後方車両として特定する。言い換えると、特定部１０４は、隣接車線に位置する複数の他車両のうち、進入位置に対して前方に位置する前方車両と、この進入位置に対して後方に位置する後方車両とをそれぞれ特定する。例えば、特定部１０４は、レーダー１１により検出された検出結果及び撮像装置１２により撮像された撮像画像から、進入位置に対して隣接車線の前方に位置する複数の他車両のうち、進入位置に対して最も近くに位置する他車両を、前方車両として特定する。また、特定部１０４は、進入位置に対して隣接車線の後方に位置する複数の他車両のうち、進入位置に対して最も近くに位置する他車両を、後方車両として特定する。なお、前方車両及び後方車両の特定にあたり、特定部１０４は、予め進入位置の前方に位置する所定領域を指定し、所定領域内に存在する他車両を前方車両として特定してもよい。例えば、特定部１０４は、自車両の進行方向に沿った方向の長さであって、自車両の車速に応じた長さを有する領域を所定領域として指定する。所定領域は、特に限定されない。所定領域は、予め定められ、ＲＯＭ等の記憶装置に記憶された領域であってもよい。

　また、特定部１０４は、前方車両及び後方車両をそれぞれ特定すると、隣接車線上で、前方車両に対して前方に位置する他車両を対象車両として特定する。例えば、特定部１０４は、レーダー１１により検出された検出結果及び撮像装置１２により撮像された撮像画像から、前方車両に対して隣接車線の前方に位置する複数の他車両のうち、前方車両に対して最も近くに位置する他車両を対象車両として特定する。

　本実施形態において、対象車両とは、前方車両の挙動を予測するために観察する対象の車両である。前方車両の挙動とは、前方車両が停止した状態から発進する挙動であり、対象車両は、前方車両の発進を予測するために用いられる車両である。

　なお、特定部１０４は、前方車両、後方車両、及び対象車両のうち特定することができない車両がある場合、特定された車両の情報のみを車線変更処理に用いる。例えば、前方車両及び後方車両が特定されたが、前方車両の前方には車両が存在しない場合、特定部１０４は、前方車両及び後方車両の情報のみを車線変更処理に用いる。

　次に、走行状態判定部１０５の機能について説明する。走行状態判定部１０５は、自車両の周辺情報に基づいて、特定部１０４により特定された各車両の走行状態を判定する。例えば、特定部１０４により、前方車両、後方車両、及び対象車両が特定されたとする。この場合、走行状態判定部１０５は、レーダー１１により検出された検出結果及び撮像装置１２により撮像された撮像画像から、前方車両、後方車両、及び対象車両の走行状態を判定する。前方車両を例に挙げて説明すると、例えば、走行状態判定部１０５は、前方車両の車速が時速ゼロｋｍの場合、単位時間あたりの前方車両の走行距離がゼロｋｍの場合、前方車両のブレーキランプが点灯している場合、又は隣接車線の交通を整理している信号機が赤色を示している場合、前方車両の走行状態を停止中として判定する。走行状態判定部１０５は、後方車両及び対象車両についても同様に走行状態を判定する。

　次に、スペース有無判定部１０６の機能について説明する。スペース有無判定部１０６は、自車両の周辺情報に基づいて、特定部１０４により特定された進入位置には自車両が進入するスペース（以降、進入スペースともいう）が存在するか否かを判定する。進入スペースとは、前方車両と後方車両の間のスペースであって、自車両の進行方向に沿う方向の長さが所定距離以上あるスペースである。

　スペース有無判定部１０６は、前方車両と後方車両の車間距離に基づいて、進入位置には進入スペースが存在するか否かを判定する。例えば、スペース有無判定部１０６は、前方車両と後方車両の車間距離が所定距離以上の場合、進入位置には進入スペースが存在すると判定する。一方、スペース有無判定部１０６は、前方車両と後方車両の車間距離が所定距離未満の場合、進入位置には進入スペースが存在しないと判定する。所定距離は、前方車両及び後方車両の運転者が自車両の進入時に不安を感じない程度の距離であって、予め設定された距離である。所定距離としては、自車両の進行方向に沿った方向の自車両の前端部と後端部の間の距離（進行方向の車両長）にマージンを加えた値が挙げられるが、これに限定されない。

　次に、予測部１０７の機能について説明する。予測部１０７は、スペース有無判定部１０６により進行位置には進入スペースが存在しないと判定された場合、前方車両が発進するか否かを予測する。予測部１０７は、走行状態判定部１０５により前方車両及び後方車両が停止中と判定された場合、以下に説明する方法を用いて、前方車両が発進するか否かを予測する。

　例えば、予測部１０７は、前方車両のブレーキランプの消灯が検出されたか否かに応じて、前方車両が発進するか否かを予測する。予測部１０７は、撮像装置１２により撮像された撮像画像に基づいて、点灯中の前方車両のブレーキランプが消灯したか否かを検出する。ブレーキランプの消灯が検出された場合、予測部１０７は、これから前方車両が発進すると予測する。一方、ブレーキランプの消灯が検出されない場合、予測部１０７は、前方車両が発進せずに停止を維持すると予測する。これは、前方車両を発進させるために前方車両の運転者が行う運転操作に基づいて、前方車両の発進を予測するものである。

　また、予測部１０７は、特定部１０４により前方車両及び後方車両に加えて対象車両も特定された場合、対象車両の挙動に基づいて、前方車両が発進するか否かを予測する。例えば、予測部１０７は、単位時間あたりの対象車両の走行距離が所定距離以上であるか否かを判定し、判定結果に応じて前方車両が発進するか否かを予測する。

　予測部１０７は、レーダー１１により検出された検出結果に基づいて、単位時間あたりの対象車両の走行距離を測定する。対象車両の走行距離が所定距離以上と測定された場合、予測部１０７は、これから前方車両が発進すると予測する。一方、対象車両の走行距離が所定距離未満と測定された場合、予測部１０７は、前方車両が発進せずに停止を維持すると予測する。これは、前方車両が発進するために必要な前方車両と対象車両の車間距離に基づいて、前方車両の発進を予測するものである。なお、単位時間は実験的に求められた時間である。予測部１０７は、適宜単位時間を変更することができる。

　また、例えば、予測部１０７は、対象車両のブレーキランプの消灯が検出されたか否かに応じて、前方車両が発進するか否かを予測する。予測部１０７は、例えば、撮像装置１２により撮像された撮像画像に基づいて、点灯中の対象車両のブレーキランプが消灯したか否かを検出する。ブレーキランプの消灯が検出された場合、予測部１０７は、これから前方車両が発進すると予測する。一方、ブレーキランプの消灯が検出されない場合、予測部１０７は、前方車両が発進せずに停止を維持すると予測する。これは、対象車両の発進後に前方車両が発進するという車両の発進順序に基づいて、前方車両の発進を予測するものである。

　また、予測部１０７は、前方車両又は対象車両の挙動に加えて、隣接車線の状況の変化に応じて、前方車両が発進するか否かを予測することもできる。

　例えば、予測部１０７は、前方車両の前方に設けられ、隣接車線の交通を整理している信号機の信号表示に応じて、前方車両が発進するか否かを予測する。予測部１０７は、例えば、ＶＩＣＳからの情報に基づいて、対象となる信号機の信号表示が赤色から青色への切り替わったか否かを検出する。信号表示の切り替わりが検出された場合、予測部１０７は、これから前方車両が発進すると予測する。一方、信号表示の切り替わりが検出されない場合、予測部１０７は、前方車両が発進せずに停止を維持すると予測する。これは、前方車両が発進するために必要な信号機の信号表示に基づいて、前方車両の発進を予測するものである。

　また、例えば、前方車両に対して隣接車線の前方に隣接車線を渋滞させている原因があるとする。予測部１０７は、例えば、レーダー１１により検出された検出結果に基づいて、対象車両又は対象車両よりもさらに先行する他車両が渋滞の原因箇所を通過したか否かを検出する。渋滞の原因箇所の通過が検出された場合、予測部１０７は、これから前方車両が発進すると予測する。一方、渋滞の原因箇所の通過が検出されない場合、予測部１０７は、前方車両が発進せずに停止を維持すると予測する。なお、渋滞の原因としては、例えば、道路工事、事故の発生、車線規制等が挙げられる。予測部１０７は、道路交通情報に基づいて、予め隣接車線を渋滞させている原因及び原因の地点を特定することができる。

　また、例えば、前方車両の前方に横断歩道があるとする。予測部１０７は、例えば、撮像装置１２により撮像された撮像画像に基づいて、歩行者又は自転車等がこの横断歩道を横断するか否かを検出する。歩行者等による横断歩道の横断が検出された場合、予測部１０７は、これから前方車両が発進すると予測してもよい。一方、歩行者等による横断歩道の横断が検出されない場合、予測部１０７は、前方車両が発進せずに停止を維持すると予測する。

　ここまでは、所定の条件を満たさない場合、前方車両が発進しないと予測する方法を説明したが、以下の方法を用いて前方車両が発進しないことを予測してもよい。予測部１０７は、現在の状況が前方車両の発進を予測できない状況に該当するか否かを判定する。そして、現在の状況が予測不可能な状況に該当すると判定された場合、予測部１０７は、前方車両が発進しないと予測する。前方車両の発進を予測できない状況としては、例えば、隣接車線の道路形状が曲線の場合、前方車両が大型自動車の区分に該当する場合が挙げられる。例えば、地図情報に基づいて隣接車線の道路形状が曲線と判定された場合、又は撮像装置１２により撮像された撮像画像に基づいて前方車両が大型自動車と検出された場合、予測部１０７は、前方車両の発進の予測が不可能なため、前方車両が発進しないと予測する。

　次に、走行制御部１０８の機能について説明する。走行制御部１０８は、車線変更の制御処理における自車両の走行を制御する。

　走行制御部１０８は、自車線上に、前方車両が発進するか否かを予測する際の自車両の待機位置を設定する。待機位置とは、自車両の車線変更前に自車両を待機させる位置であって、予測部１０７による予測処理が実行される位置である。例えば、走行制御部１０８は、自車両の進行方向に沿う自車線の中心線に対して隣接車線側に待機位置を設定する。また、例えば、走行制御部１０８は、自車線上で、前方車両に対して後方であって、自車両がスムーズに進入位置に移動することが可能な位置を、待機位置として設定する。また、例えば、走行制御部１０８は、自車両の前端部が前方車両の後端部よりも後方であり、かつ、自車両の前端部が後方車両の前端部よりも前方に待機位置を設定する。なお、待機位置は、上記の条件を全て満たす位置ではなく、少なくとも何れか一つの条件を満たす位置であればよい。

　自車両の待機位置が設定されると、走行制御部１０８は、自車両を待機位置まで移動させる。例えば、走行制御部１０８は、待機位置までの車速及び操舵角、待機位置での車速、待機位置において自車両の前端部が向いている角度などを設定し、設定した内容を含む制御信号をアクチュエータ制御装置６０に出力する。

　前方車両及び後方車両を含む隣接車線に位置する他車両が停止中の場合、走行制御部１０８は、待機位置での車速をゼロｋｍに設定する。これにより、自車両を待機位置で停止させた状態で、予測部１０７は前方車両が発進するか否かを予測することができる。

　また、走行制御部１０８は、予測部１０７により前方車両の発進が予測され、かつ、予測された時点で走行状態判定部１０５により後方車両が停止中と判定された場合、隣接車線側に設けられた方向指示器８０を点灯させる制御信号を生成する。また、走行制御部１０８は、自車両の現在位置を始点とし進入位置を終点として、自車両が車線変更するための目標軌跡を生成する。走行制御部１０８は、目標軌跡に沿って自車両が走行する際の車速及び操舵角を設定する。走行制御部１０８は、各種制御信号をアクチュエータ制御装置６０及び方向指示器８０に出力する。そして、自車両の位置が進入位置に到達した場合には、走行制御部１０８は、方向指示器８０の点滅を終了して、車線変更制御を終える。

　また、スペース有無判定部１０６により進入位置には進入スペースが存在しないと判定された場合、走行制御部１０８は、進入位置に到達する前の所定位置で自車両を待機させるよう自車両の走行を制御する。例えば、走行制御部１０８は、目標軌跡において、後方車両の前端部のうち最も自車線側の位置と、前方車両の後端部のうち最も自車線側の位置とを結ぶことで、架空の境界線を生成する。走行制御部１０８は、目標軌跡上で、自車両が架空の境界線を越えない位置を特定する。走行制御部１０８は、特定した位置で自車両を待機させるように、自車両の走行を制御する。これにより、自車両が隣接車線へ車線変更するために後方車両の前方で待機していることを、後方車両の運転者に伝えることができる。

　また、走行制御部１０８は、対象車両が特定された場合には、対象車両の走行距離に基づいて、目標軌跡に沿う自車両の移動距離を設定する。例えば、走行制御部１０８は、レーダー１１により検出された検出結果に基づいて、単位時間あたりの対象車両の走行距離を検出する。走行制御部１０８は、単位時間あたりの対象車両の走行距離が長いほど、自車両の移動距離を長く設定する。走行制御部１０８は、車両センサ群２０による検出結果を参照することで、自車両が設定された移動距離だけ移動するように、自車両の走行を制御する。

　また、走行制御部１０８は、スペース有無判定部１０６により進入位置には進入スペースが存在すると判定された場合、目標軌跡に沿って自車両が走行する際の車速及び操舵角を設定する。走行制御部１０８は、各種制御信号をアクチュエータ制御装置６０に出力する。これにより、自車両は、目標軌跡に沿って自車線から隣接車線への車線変更を行い、その結果、前方車両と後方車両の間のスペースに進入することができる。なお、進入位置へ自車両を移動させる処理を実行するタイミングは制限されていない。走行制御部１０８は、進入位置には進入スペースが存在すると判定された時点で、自車両を進入位置へ移動させることができる。

　次に、図２Ａ及び図２Ｂを用いて、本実施形態に係る制御装置１０１の制御フローについて説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、制御装置１０１により実行される制御処理のフローチャートを示す。また、図３及び図４を用いて、制御装置１０１による制御処理によって実現される自車両の走行の一例について説明する。なお、以下の各制御フローは、完全に自動で行われてもよいし、運転者の運転操作を支援する態様で行われてもよい。

　ステップＳ１では、制御装置１０１は、自車両の周辺情報を取得する。例えば、制御装置１０１は、周辺環境センサ群１０から、他車両が存在する方向及び他車両までの距離、自車両に対する他車両の相対速度、他車両の車種、他車両の大きさ、及び他車両の形状の情報を、自車両の周辺情報として取得する。また、例えば、制御装置１０１は、通信装置３２から、自車線が含まれる道路の交通渋滞情報を自車両の周辺情報として取得する。なお、制御装置１０１は、ステップＳ２以降の制御処理を実行している間、自車両の外部情報及び内部情報を所定の周期で取得する。走行状態は、車両の位置、車両の車速等で表される。

　ステップＳ２では、制御装置１０１は、ステップＳ１で取得した自車両の周辺情報に基づいて、自車両の周辺の状況を認識する。

　ステップＳ３では、制御装置１０１は、自車両が車線変更するための区間（車線変更箇所）を特定する。また、制御装置１０１は、自車両の現在位置と車線変更箇所とを比較し、自車両が車線変更箇所に到達しかか否かを判定する。自車両が車線変更箇所に到達したと判定された場合、ステップＳ４に進む。一方、自車両が車線変更箇所に到達していないと判定された場合、ステップＳ３で待機する。

　ステップＳ４では、制御装置１０１は、自車両の周辺情報に基づいて、隣接車線上に位置し、自車両の進入先の位置を示す進入位置を特定する。例えば、特定部１０４は、隣接車線上において車両の進行方向に沿う方向の距離が所定距離以上ある場所を進入位置として特定する。

　ステップＳ５では、制御装置１０１は、自車両の周辺情報に基づいて、進入位置の前後に位置する他車両のうち、前方の他車両を前方車両として特定し、後方の他車両を後方車両として特定する。また、制御装置１０１は、前方車両に対して前方に位置する他車両を対象車両として特定する。なお、前方車両、後方車両、及び対象車両のうち特定することができない車両がある場合、以降のステップにおいて、制御装置１０１は、特定された車両の情報のみを車線変更処理に用いる。

　ステップＳ６では、制御装置１０１は、前方車両、後方車両、及び対象車両の走行状態を判定する。具体的には、制御装置１０１は、これらの全ての車両が停止中であるか否かを判定する。例えば、制御装置１０１は、周辺環境センサ群１０により検出された検出結果から、各車両の走行状態を判定する。全ての車両が停止中と判定された場合、ステップＳ７に進む。一方、少なくとも何れかの車両が走行中と判定された場合、制御装置１０１は、車両変更処理を終了させる。

　ステップＳ６において、全ての車両が停止中と判定された場合、ステップＳ７に進む。以降のステップＳ７~ステップＳ１９では、制御装置１０１は、前方車両、後方車両、及び対象車両が停止している際の車線変更処理を実行する。

　図３（Ａ）は、片側２車線（車線Ｌ_１、車線Ｌ_２）の道路において自車両Ｖが車線Ｌ_１から車線Ｌ_２へ車線変更する前の場面の一例である。車線Ｌ_２は、車線Ｌ_１に対して自車両Ｖの進行方向右側に隣接する車線である。車線Ｌ_１と車線Ｌ_２の間には車線境界線Ｌ_１２が設けられている。車線Ｌ_１を走行する車両は自車両Ｖである。車線Ｌ_２上で停止している車両は、他車両Ｘ_１~他車両Ｘ_４である。なお、図３（Ａ）に示す場面は、図２Ａに示すステップＳ１~ステップＳ６の処理が実行された後の場面の一例である。また、中心線Ｃ_１は、自車両Ｖの進行方向に沿う車線Ｌ_１の中心線を示し、中心線Ｃ_２は、自車両Ｖの進行方向に沿う車線Ｌ_２の中心線を示す。

　図３（Ａ）に示す場面では、制御装置１０１は、車線変更箇所（図示しない）に到達したと判定するとともに（ステップＳ３でＹＥＳと判定）、他車両Ｘ_２と他車両Ｘ_３の間の位置を進入位置として特定する（ステップＳ４）。また、制御装置１０１は、進入位置の前方に位置する他車両Ｘ_２を前方車両、進入位置の後方に位置する他車両Ｘ_３を後方車両、他車両Ｘ_２の前方に位置する他車両Ｘ_１を対象車両としてそれぞれ特定する（ステップＳ５）。そして、制御装置１０１は、自車両の周辺情報に基づき、他車両Ｘ_１~他車両Ｘ_３が停止中と判定する（ステップＳ６でＹＥＳと判定）。なお、カッコ内は、図２Ａに示すフローチャートにおいて対応した処理を示す。

　再び、図２Ａに戻り、車線変更処理のフローチャートについて説明する。ステップＳ７では、制御装置１０１は、ステップＳ４で設定した進入位置には進入スペースが存在するか否かを判定する。制御装置１０１は、前方車両と後方車両の間のスペースの長さが所定距離上あるか否かに応じて、進入スペースが存在するか否かを判定する。例えば、制御装置１０１は、前方車両と後方車両の車間距離が所定距離以上の場合、進入位置には進入スペースが存在すると判定する。一方、制御装置１０１は、前方車両と後方車両の車間距離が所定距離未満の場合、進入位置には進入スペースが存在しないと判定する。進入位置には進入スペースが存在すると判定された場合、ステップＳ１６に進み、制御装置１０１は、自車線から隣接車線へ移動させる車線変更制御を実行し、車両変更処理を終了させる。一方、進入位置にはスペースが存在しないと判定された場合、ステップＳ８に進む。

　ステップＳ７において、進入位置には進入スペースが存在しないと判定された場合、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、制御装置１０１は、待機位置を設定する。例えば、制御装置１０１は、自車両の進行方向に沿う自車線の中心線に対して隣接車線側に待機位置を設定する。図３（Ａ）の例では、待機位置は、車線Ｌ_１の中心線Ｃ_１に対して車線Ｌ_２側に設定される。

　ステップＳ９では、制御装置１０１は、ステップＳ８で設定した待機位置で自車両を待機させるための待機制御を実行する。例えば、制御装置１０１は、待機位置までの車速及び操舵角、待機位置での車速（時速ゼロｋｍ）、待機位置において自車両の前端部が向いている角度などを設定する。そして、制御装置１０１は、設定した内容を含む制御信号をアクチュエータ制御装置６０に出力する。

　図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す場面から所定時間が経過した場面であり、図２Ａに示すステップＳ７~ステップＳ９の処理が実行された後の場面の一例である。

　図３（Ｂ）に示す場面では、制御装置１０１は、他車両Ｘ_２と他車両Ｘ_３の車間距離（Ｉ１）が所定距離未満であるため、進入位置には進入スペースがないと判定する（ステップＳ７でＮｏと判定）。また、制御装置１０１は、自車両Ｖの待機位置を自車線上に設定し（ステップＳ８）、自車両Ｖを待機位置で停止させる（ステップＳ９）。制御装置１０１は、自車両Ｖを待機位置で停止させた状態で、前方車両（他車両Ｘ_２）が発進するか否かを予測する。なお、カッコ内は、図２Ａに示すフローチャートにおいて対応した処理を示す。

　なお、図３（Ｂ）に示す目標軌跡Ｒは、自車両Ｖが走行する予定の軌跡を表している。目標軌跡Ｒ（破線）は、他車両Ｘ_２と他車両Ｘ_３の間には進入スペースがないことを、視覚的に理解しやすくするために示している。そのため、図３（Ｂ）に示す場面において目標軌跡Ｒが生成されていなくてもよい。また、自車両Ｖと他車両Ｘ_１を結ぶ一点鎖線Ｄは、自車両Ｖに搭載されたレーダー１１により他車両Ｘ_１を検出することが可能なことを表している。すなわち、対象車両（他車両Ｘ_１）は、レーダー１１の検出範囲内で停止している。

　図２Ｂに戻り、車線変更処理のフローチャートについて説明する。ステップＳ１０では、制御装置１０１は、前方車両の発進が予測できたか否かを判定する。例えば、制御装置１０１は、対象車両のブレーキランプの消灯が検出されたか否かに応じて、前方車両が発進するか否かを予測する。前方車両の発進を予測できた場合、ステップＳ１１に進む。一方、前方車両の発進を予測できない場合、又は現在の状況が前方車両の発進を予測不可能な状況に該当する場合、ステップＳ１２に進む。

　ステップＳ１０において、前方車両の発進を予測できない場合、又は現在の状況が前方車両の発進を予測不可能な状況に該当する場合、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、制御装置１０１は、自車両の周辺情報に基づいて、前方車両の発進を検知する。例えば、制御装置１０１は、前方車両の位置が自車両の進行方向に移動すると、前方車両の発進を検知する。前方車両の発進が検知できるまで、このステップにて待機する。

　ステップＳ１０において、前方車両の発進が予測できた場合、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、制御装置１０１は、後方車両が停止中であるか否かを判定する。このステップは、ステップＳ６において停止中と判定された後方車両について、再度停止中であることを判定するステップである。後方車両が停止中と判定された場合、ステップＳ１３に進む。一方、後方車両が走行中と判定された場合、制御装置１０１は、車両変更処理を終了させる。

　ステップＳ１１において、後方車両が停止中と判定された場合、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、制御装置１０１は、隣接車線側に設けられた方向指示器を点灯させる。これにより、後方車両の運転者がブレーキペダルを離す前に、自車両が車線変更することを後方車両の運転者に伝えることができる。その結果、後方車両の運転者は前方車両が発進した後もブレーキペダルを踏み続け、自車両が後方車両の前方に進入する可能性を高めることができる。

　図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）に示す場面から所定時間が経過した場面であり、図２Ｂに示すステップＳ１０~ステップＳ１３の処理が実行された後の場面の一例である。

　図３（Ｃ）に示す場面では、制御装置１０１は、他車両Ｘ_１が発進したことを検出したことにより（例えば、他車両Ｘ_１のブレーキランプの消灯を検出）、他車両Ｘ_２が発進すると予測する（ステップＳ１０でＹＥＳと判定）。また、制御装置１０１は、他車両Ｘ_３（後方車両）が停止中と判定する（ステップＳ１１でＹＥＳと判定）。制御装置１０１は、車線Ｌ_２側に設けられた方向指示器を点灯させる（ステップＳ１３）。なお、カッコ内は、図２Ｂに示すフローチャートにおいて対応した処理を示す。

　再び、図２Ｂに戻り、車線変更処理のフローチャートについて説明する。ステップＳ１４では、制御装置１０１は、進入位置に向けて自車両を移動させる移動制御の実行を開始する。例えば、制御装置１０１は、車線変更する際の目標軌跡を生成するとともに、目標軌跡に沿って自車両が走行する際の車速及び操舵角を設定する。そして、制御装置１０１は、進入位置に向けた自車両の移動を開始させる。

　ステップＳ１５では、制御装置１０１は、進入位置には進入スペースが存在するか否かを判定する。このステップは、ステップＳ７に対応するステップである。そのため、判定方法等についての説明は、既述の説明を援用する。進入位置にはスペースが存在すると判定された場合、ステップＳ１６に進み、制御装置１０１は、自車線から隣接車線へ自車両を移動させる車線変更制御を実行し、車両変更処理を終了させる。一方、進入位置にはスペースが存在しないと判定された場合、ステップＳ１７に進む。

　ステップＳ１５において、進入位置には進入スペースが存在しないと判定された場合、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、制御装置１０１は、所定位置で自車両を待機させる。例えば、制御装置１０１は、後方車両の前端部のうち最も自車線側の位置と、前方車両の後端部のうち最も自車線側の位置とを結ぶことで、架空の境界線を生成する。そして、制御装置１０１は、目標軌跡上で自車両が架空の境界線を越えない位置を特定し、特定した位置で自車両を待機させる。

　図４（Ａ）は、図３（Ｃ）に示す場面から所定時間が経過した場面であり、図２Ｂに示すステップＳ１４、ステップＳ１５、及びステップＳ１７の処理が実行された後の場面の一例である。

　図４（Ａ）の場面では、制御装置１０１は、車線変更する際に自車両Ｖが走行する予定の軌跡を目標軌跡Ｒとして生成するとともに、自車両Ｖを進入位置に向けて移動させている（ステップＳ１４）。また、制御装置１０１は、進入位置には進入スペースがないと判定し（ステップＳ１５でＮｏと判定）、自車両Ｖを所定位置で待機させている（ステップＳ１７）。なお、カッコ内は、図２Ｂに示すフローチャートにおいて対応した処理を示す。また、ステップＳ１４又はステップＳ１７の処理において、制御装置１０１は、点線Ｅよりも車線Ｌ_２側に自車両Ｖを移動させないものとする。図４（Ａ）に示す点線Ｅは、他車両Ｘ_２の後端部のうち車線Ｌ１側に位置する角と、他車両Ｘ_３の後端部のうち車線Ｌ１側に位置する角とを結ぶ架空の境界線である。

　図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す場面から所定時間が経過した場面であり、図２Ｂに示すステップＳ１５の処理が実行された後の場面の一例である。図４（Ｂ）の場面では、制御装置１０１は、進入位置には進入スペースがあると判定する（ステップＳ１５でＹＥＳと判定）。なお、カッコ内は、図２Ｂに示すフローチャートにおいて対応した処理を示す。

　図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）に示す場面から所定時間が経過した場面であり、図２Ｂに示すステップＳ１６の処理が実行された後の場面の一例である。図４（Ｃ）の場面では、制御装置１０１は、目標軌跡Ｒに沿って自車両Ｖを移動させることで、自車両Ｖを他車両Ｘ_２と他車両Ｘ_３の間の位置に進入させる（ステップＳ１６）。自車両Ｖは、車線Ｌ_１から渋滞中の車線Ｌ_２へ車線変更する。なお、カッコ内は、図２Ｂに示すフローチャートにおいて対応した処理を示す。

　再び、図２Ｂに戻り、車線変更処理のフローチャートについて説明する。ステップＳ１８では、制御装置１０１は、所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過したと判定された場合、ステップＳ１９に進み、所定時間内と判定された場合、ステップＳ１５へ戻る。所定時間は実験的に求められた時間であり、特に限定される時間ではない。制御装置１０１は、所定時間を適宜変更することができる。

　ステップＳ１８において、所定時間が経過したと判定された場合、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、制御装置１０１は、自車両の走行位置を設定する。例えば、制御装置１０１は、自車両の走行位置を自車線の中心付近の所定位置に設定するとともに、ステップＳ１７で設定した待機位置から自車線の中心付近まで自車両を移動させる。ステップＳ１９での処理が終了すると、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の処理が再び実行される。これにより、ステップＳ１５において進入位置にスペースが存在しないと判定され、自車両が車線変更できない場面であっても、再び車線変更処理を実行することができる。

　以上のように、本実施形態に係る車両制御装置１００が実行する車両制御方法では、周辺環境センサ群１０から、自車両の周辺情報を取得し、取得した自車両の周辺情報に基づいて、自車線に対して隣接する隣接車線上に位置し、自車両の進入先の位置を示す進入位置を特定する。また、進入位置の前後に位置する他車両のうち、前方の他車両を前方車両として特定し、後方の他車両を後方車両として特定し、前方車両及び後方車両それぞれの走行状態を判定し、進入位置には進入スペースが存在するか否かを判定する。そして、前方車両及び後方車両が停止中と判定され、かつ、進入位置には進入スペースが存在しないと判定された場合、前方車両が発進するか否かを予測し、前方車両の発進が予測された場合、進入位置に向けた自車両の移動を開始させる。これにより、後方車両が発進する前に、すなわち、後方車両が停止中の間に、自車両は進入位置に向けての移動を開始することができる。実際に前方車両が発進した時点で、自車両は進入位置に向けて移動している又は所定位置で待機しているため、後方車両の運転者が後方車両を停止させて、自車両の進入を促す可能性を高めることができる。その結果、例えば、渋滞により隣接車線への進入が難しい場面であっても、適切なタイミングで車線変更することができ、車線変更のタイミングを逃す恐れを低減することができる。

　また、本実施形態では、前方車両に対して前方に位置する他車両を対象車両として特定し、単位時間あたりの対象車両の走行距離が所定距離以上であるか否かを判定する。単位時間あたりの対象車両の走行距離が所定距離以上と判定された場合、前方車両が発進すると予測する。これにより、実際に前方車両が発進する前に前方車両の発進を適切に予測することができる。

　さらに、本実施形態では、対象車両のブレーキランプの消灯が検出された場合、前方車両が発進すると予測する。これにより、実際に前方車両が発進する前に前方車両の発進を適切に予測することができる。

　加えて、本実施形態では、前方車両のブレーキランプの消灯が検出された場合、前方車両が発進すると予測する。発進前に起こる前方車両の挙動を検出することで、精度良く前方車両の発進を予測することができる。

　また、本実施形態では、隣接車線の交通の流れを決定している信号機に関する情報を取得する。信号機の信号表示が赤色から青色に切り替わった場合、前方車両が発進すると予測する。これにより、対象車両の挙動に基づいて前方車両の発進を予測するよりもより早いタイミングで前方車両の発進を予測することができる。

　さらに、本実施形態では、進入位置に進入スペースが存在しないと判定された場合、自車線上に自車両の待機位置を設定し、自車両を待機位置で待機させている間に、前方車両が発進するか否かを予測する。待機位置は、自車両の進行方向に沿った自車線の中心線に対して隣接車線側の所定位置、前方車両よりも後方の所定位置、及び自車両の前端部が前方車両の後端部よりも後方の所定位置であり、かつ、自車両の前端部が後方車両の前端部よりも前方の所定位置のうち少なくとも何れか一つの要件を満たす位置である。これにより、自車両は進入位置に向けてスムーズに移動を開始することができる。

　加えて、本実施形態では、進入位置に進入スペースが存在しないと判定された場合、自車線上に自車両の待機位置を設定し、自車両を待機位置で待機させている間に、前方車両が発進するか否かを予測する。待機位置は、周辺環境センサ群１０が対象車両の状態を検出することが可能な位置である。これにより、対象車両の挙動を適切に検出することができる。

　また、本実施形態では、前方車両の発進が予測された場合、自車両を所定位置まで移動させる。所定位置は、後方車両の前端部のうち最も自車線側の位置と、前方車両の後端部のうち最も自車線側の位置とを結ぶことで形成される架空の境界線に対して、自車両の隣接車線側の側端部が自車線側にある位置である。これにより、自車両が進入位置に向けて移動を開始しても、後方車両の運転者に不安を与えることを防ぎつつ、自車両がこれから隣接車線側へ車線変更する予定があることを的確に伝えることができる。

　さらに、本実施形態では、単位時間あたりの対象車両の走行距離が所定距離未満の場合、前方車両は発進しないと予測し、前方車両の発進が予測されない場合、自車両を待機させる。対象車両の走行距離が短い場合には、前方車両と後方車両の間のスペースが広がらず、自車両が車線変更できる可能性は低い。車線変更できる可能性が低い場面において、進入位置に向けて自車両が移動することを防ぐことができる。

　加えて、本実施形態では、単位時間あたりの対象車両の走行距離が所定距離以上の場合、前方車両は発進すると予測し、対象車両の走行距離に基づいて、進入位置に向けての自車両の移動距離を設定する。前方車両は対象車両の走行距離に応じた距離を走行するため、自車両が移動を開始しても、自車両が前方車両と不要に接近するのを防ぐことができる。

　また、本実施形態では、現在の状況が前方車両の発進を予測できない状況に該当する場合、前方車両の発進を検出した後に、自車両を進入位置に向けて移動させる。これにより、前方車両の発進を予測困難な場面において、前方車両の発進前に自車両が移動することを防ぐことができる。

　さらに、本実施形態では、前方車両の発進を予測できない状況は、隣接車線の道路形状が曲線、及び前方車両が大型自動車のうち少なくとも何れか一つの要件を満たす状況である。これにより、例えば、大型自動車のように前方の状況を検出することが困難な場面において、前方車両の発進前に自車両を移動させることを防ぐことができる。

　加えて、本実施形態では、前方車両の発進が予測された場合、隣接車線側の方向指示器を点灯させる。これにより、後方車両が発進する前に、自車両がこれから隣接車線側へ車線変更する予定があることを自車両の周囲に位置する他車両の運転者に的確に伝えることができる。

　≪第２実施形態≫
　次に、本発明の他の実施形態に係る車両制御装置及び車両制御方法について説明する。本実施形態では、上述した第１実施形態に対して、走行状態判定部１０５、予測部１０７、走行制御部１０８の機能の一部が異なる。その他の構成及び制御処理は、第１実施形態と同じであるため、既述の説明を援用する。なお、以降の説明では、前方車両、後方車両、及び対象車両が特定されているものとするが、第１実施形態で説明したように、いずれかの車両が特定できない場合、車両制御装置１００は、特定された車両の情報のみを車線変更処理に用いる。

　本実施形態の走行状態判定部１０５は、前方車両、後方車両、及び対象車両が走行しているか否かを判定する。例えば、走行状態判定部１０５は、前方車両の車速が所定速度未満の場合、単位時間あたりの前方車両の走行距離が所定距離未満の場合、前方車両のブレーキランプが所定間隔で点灯又は消灯を繰り返している場合、前方車両の走行状態を徐行中として判定する。なお、所定速度、単位時間、所定距離、及び所定間隔は実験的に求められた値であって、特に限定される値ではない。走行状態判定部１０５はこれらの値を適宜変更することができる。また、以降の説明では、車両の走行の一態様として徐行を例に挙げて説明するが、特に限定されない。走行状態判定部１０５は、徐行と呼ばれる速度以外で前方車両等が走行している場合であっても、前方車両等の走行状態を走行中と判定することができる。

　本実施形態の予測部１０７は、走行状態判定部１０５により前方車両、後方車両、及び対象車両が徐行中と判定された場合、以下に説明する方法を用いて、前方車両が所定加速度以上で加速するか否かを予測する。

　例えば、予測部１０７は、前方車両、後方車両、及び対象車両が徐行中と判定された場合、対象車両の挙動に基づいて、前方車両が所定加速度以上で加速するか否かを予測する。例えば、予測部１０７は、単位時間あたりの対象車両の走行距離が所定距離以上であるか否かを判定し、判定結果に応じて前方車両が所定加速度以上で加速するか否かを予測する。対象車両の走行距離が所定距離以上と測定された場合、予測部１０７は、これから前方車両が所定加速度以上で加速すると予測する。一方、対象車両の走行距離が所定距離未満と測定された場合、予測部１０７は、前方車両が加速せずに徐行を維持すると予測する。

　また、予測部１０７は、前方車両の発進を予測する方法と同様に、隣接車線の状況の変化に応じて、前方車両が所定加速度以上で加速するか否かを予測することもできる。隣接車線の状況の変化に応じた方法は、既述の説明を援用する。

　また、予測部１０７は、現在の状況が前方車両の加速を予測できない状況に該当するか否かを判定してもよい。現在の状況が予測不可能な状況に該当すると判定された場合、予測部１０７は、前方車両が所定加速度以上で加速せずに徐行を維持すると予測してもよい。なお、前方車両の加速を予測できない状況は、既述の前方車両の発進を予測できない状況と同じ状況のため、既述の説明を援用する。

　走行制御部１０８は、自車線上に、前方車両が所定加速度以上で加速するか否かを予測する際の自車両の待機位置を設定する。待機位置については、既述の説明を援用する。なお、本実施形態では、待機位置は、前方車両、後方車両、又は進入位置に対して相対的な位置で表される。

　走行制御部１０８は、自車両の待機位置が設定されると、待機位置へ自車両を移動させる。隣接車線に位置する他車両が徐行している場合、走行制御部１０８は、後方車両の車速に対する自車両の相対速度がゼロｋｍとなるように、待機位置での自車両の車速を設定する。これにより、後方車両が徐行により動いても、後方車両と待機位置との位置関係を維持した状態で、予測部１０７は前方車両が加速するか否かを予測することができる。

　また、走行制御部１０８は、前方車両による所定加速度以上の加速が予測され、かつ、予測された時点で走行状態判定部１０５により後方車両が徐行中と判定された場合、隣接車線側に設けられた方向指示器を点灯させる制御信号を生成する。また、走行制御部１０８は、車線変更する際の目標軌跡を生成する。

　次に、図５Ａ及び図５Ｂを用いて、本実施形態に係る車両制御処理について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、車両制御装置１００が実行する車線変更処理のフローチャートである。また、図６及び図７を用いて、車両制御装置１００による自車両の走行について説明する。なお、第１実施形態に係る車両制御処理と同様の部分については、既述の説明を援用する。

　ステップＳ２１~ステップＳ２５は、図２Ａに示すステップＳ１~ステップＳ５に対応する。そのため、これらのステップの説明については、既述の説明を援用する。

　ステップＳ２６では、車両制御装置１００は、前方車両、後方車両、及び対象車両の走行状態を判定する。具体的には、車両制御装置１００は、これらの全ての車両が走行中であるか否かを判定する。例えば、車両制御装置１００は、周辺環境センサ群１０により検出された検出結果から、各車両の走行状態を判定する。全ての車両が走行中と判定された場合、ステップＳ２７に進む。一方、少なくとも何れかの車両が停止中と判定された場合、車両制御装置１００は、車両変更処理を終了させる。

　図６（Ａ）は、片側２車線（車線Ｌ_１、車線Ｌ_２）の道路において自車両Ｖが車線Ｌ_１から車線Ｌ_２へ車線変更する前の場面の一例である。図６（Ａ）は、図３（Ａ）に対応した図である。図６（Ａ）に示す場面は、図３（Ａ）に示す場面と比べて、各車両が走行している点で異なっている。その他の点については、図３（Ａ）での説明を援用する。なお、図６（Ａ）に示す場面は、図５Ａに示すステップＳ２１~ステップＳ２６の処理が実行された後の場面の一例である。また、中心線Ｃ_１は、自車両Ｖの進行方向に沿う車線Ｌ_１の中心線を示し、中心線Ｃ_２は、自車両Ｖの進行方向に沿う車線Ｌ_２の中心線を示す。

　図６（Ａ）に示す場面では、車両制御装置１００は、自車両が車線変更箇所（図示しない）に到達したと判定するとともに（ステップＳ２３でＹＥＳと判定）、他車両Ｘ_２と他車両Ｘ_３の間の位置を進入位置として特定する（ステップＳ２４）。また、車両制御装置１００は、進入位置の前方に位置する他車両Ｘ_２を前方車両、進入位置の後方に位置する他車両Ｘ_３を後方車両、他車両Ｘ_２の前方に位置する他車両Ｘ_１を対象車両としてそれぞれ特定する（ステップＳ２５）。そして、車両制御装置１００は、自車両の周辺情報に基づき、他車両Ｘ_１~他車両Ｘ_３が走行中と判定する（ステップＳ２６でＹＥＳと判定）。なお、カッコ内は、図５Ａに示すフローチャートにおいて対応した処理を示す。

　再び、図５Ａに戻り、車線変更処理のフローチャートについて説明する。ステップＳ２７は、図２Ａに示すステップＳ７に対応する。そのため、ステップＳ２７の説明については、既述の説明を援用する。

　ステップＳ２７において、進入位置には進入スペースが存在しないと判定された場合、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、車両制御装置１００は、車線変更する前に自車両を待機させる位置である待機位置を設定する。例えば、車両制御装置１００は、自車両の進行方向に沿った自車線の中心線に対して隣接車線側に待機位置を設定する。待機位置は、例えば、後方車両に対して相対的な位置で表される。図６（Ａ）の例では、待機位置は、車線Ｌ_１の中心線Ｃ_１に対して車線Ｌ_２側に設定される。

　ステップＳ２９では、車両制御装置１００は、ステップＳ２８で設定した待機位置で自車両を待機させるための待機制御を実行する。例えば、車両制御装置１００は、待機位置までの車速及び操舵角、待機位置での車速（後方車両の車速に対する自車両の相対速度がゼロｋｍ）、待機位置において自車両の前端部が向いている角度などを設定する。そして、車両制御装置１００は、設定した内容を含む制御信号をアクチュエータ制御装置６０に出力する。

　図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す場面から所定時間が経過した場面であり、図５Ａに示すステップＳ２７~ステップＳ２９の処理が実行された後の場面の一例である。図６（Ｂ）は、第１実施形態において説明した図３（Ａ）に対応する。

　図６（Ｂ）に示す場面では、車両制御装置１００は、他車両Ｘ_２と他車両Ｘ_３の車間距離（Ｉ１^’）が所定距離未満であるため、進入位置には進入スペースがないと判定する（ステップＳ２７でＮｏと判定）。また、車両制御装置１００は、予測処理を行う際の自車両Ｖの待機位置を、自車線上に設定するとともに（ステップＳ２８）、自車両Ｖを待機位置で待機させている（ステップＳ２９）。そして、車両制御装置１００は、自車両Ｖを待機位置で待機させた状態で、前方車両（他車両Ｘ_２）が所定加速度以上で加速するか否かを予測する。なお、カッコ内は、図５Ａに示すフローチャートにおいて対応した処理を示す。

　なお、図６（Ｂ）に示す目標軌跡Ｒ^’及び一点鎖線Ｄ^’は、図３（Ｂ）に示す目標軌跡Ｒ及び一点鎖線Ｄに対応する。そのため、これらの説明については、既述の説明を援用する。

　図５Ｂに戻り、車線変更処理のフローチャートについて説明する。ステップＳ３０では、車両制御装置１００は、前方車両の加速が予測できたか否かを判定する。例えば、車両制御装置１００は、単位時間あたりの対象車両の走行距離が所定距離以上であるか否かを判定し、判定結果に応じて前方車両が発進するか否かを予測する。前方車両の加速が予測できた場合、ステップＳ３１に進む。一方、前方車両の発進が加速できない場合、又は現在の状況が前方車両の加速を予測できない状況に該当する場合、ステップＳ３２に進む。

　ステップＳ３０において、前方車両の加速が予測できない場合、又は現在の状況が前方車両の加速を予測不可能な状況に該当する場合、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、車両制御装置１００は、自車両の周辺情報に基づいて、前方車両の加速（所定の加速度以上の加速）を検知する。なお、前方車両の加速が検知できるまで、このステップにて待機する。

　ステップＳ３０において、前方車両の加速が予測できた場合、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、車両制御装置１００は、後方車両が速度を維持したまま走行中であるか否かを判定する。このステップは、ステップＳ２６において走行中と判定された後方車両について、速度を維持したまま走行していることを判定するステップである。後方車両が速度を維持したまま走行中と判定された場合、ステップＳ３３に進む。一方、後方車両が速度を変えて走行中と判定された場合、車両制御装置１００は、車両変更処理を終了させる。

　ステップＳ３１において、後方車両が走行中と判定された場合、ステップＳ３３に進む。ステップＳ３３は、図２Ｂに示すステップＳ１３に対応する。そのため、ステップＳ３３の説明については、既述の説明を援用する。

　図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）に示す場面から所定時間が経過した場面であり、図５Ｂに示すステップＳ３０~ステップＳ３３の処理が実行された後の場面の一例である。図６（Ｃ）は、第１実施形態において説明した図３（Ｃ）に対応する。

　図６（Ｃ）に示す場面では、車両制御装置１００は、他車両Ｘ_１の走行距離が所定距離以上であることを検出したことにより、他車両Ｘ_２が所定加速度以上で加速すると予測する（ステップＳ３０でＹＥＳと判定）。また、車両制御装置１００は、他車両Ｘ_３（後方車両）が速度を維持したまま走行中と判定する（ステップＳ３１でＹＥＳと判定）。そして、車両制御装置１００は、車線Ｌ_２側に設けられた方向指示器を点灯させている（ステップＳ３３）。なお、カッコ内は、図５Ｂに示すフローチャートにおいて対応した処理を示す。

　再び、図５Ｂに戻り、車線変更処理のフローチャートについて説明する。ステップＳ３４~ステップＳ３９は、図２Ｂに示すステップＳ１４~ステップＳ１９に対応する。そのため、これらのステップの説明については、既述の説明を援用する。

　図７（Ａ）は、図６（Ｃ）に示す場面から所定時間が経過した場面であり、図５Ｂに示す処理が実行された後の場面の一例である。図７（Ａ）は、第１実施形態において説明した図４（Ａ）に対応する。

　図７（Ａ）の場面では、車両制御装置１００は、車線変更する際の目標軌跡Ｒ^’を生成するとともに、自車両Ｖを進入位置に向けて自車両を移動させる（ステップＳ３４）。また、車両制御装置１００は、進入位置には進入スペースがないと判定し（ステップＳ３５でＮｏと判定）、自車両Ｖを所定位置で待機させる（ステップＳ３７）。なお、カッコ内は、図５Ｂに示すフローチャートにおいて対応した処理を示す。また、点線Ｅ^’は、図４（Ａ）に示す点線Ｅに対応する。点線Ｅ^’についての説明は、既述の説明を援用する。

　図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す場面から所定時間が経過した場面であり、図５Ｂに示す処理が実行された後の場面の一例である。図７（Ｂ）は、第１実施形態において説明した図４（Ｂ）に対応する。図７（Ｂ）の場面では、車両制御装置１００は、進入位置には進入スペースがないと判定する（ステップＳ３５でＹＥＳと判定）。なお、カッコ内は、図５Ｂに示すフローチャートにおいて対応した処理を示す。

　図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）に示す場面から所定時間が経過した場面であり、図５Ｂに示す処理が実行された後の場面の一例である。図７（Ｃ）は、第１実施形態において説明した図７（Ｃ）に対応する。図７（Ｃ）の場面では、車両制御装置１００は、目標軌跡Ｒ^’に沿って自車両Ｖを走行させることで、自車両Ｖを他車両Ｘ_２と他車両Ｘ_３の間の位置に進入させる（ステップＳ３６）。自車両Ｖは、車線Ｌ_１から車線Ｌ_２へ車線変更する。なお、カッコ内は、図５Ｂに示すフローチャートにおいて対応した処理を示す。

　以上のように、本実施形態では、本実施形態に係る車両制御装置１００が実行する車両制御方法では、前方車両及び後方車両が走行中と判定され、かつ、進入位置には進入スペースが存在しないと判定された場合、前方車両が所定加速度以上で加速するか否かを予測し、前方車両の加速が予測された場合、進入位置に向けて自車両を移動させる。これにより、後方車両が加速する前に、すなわち、後方車両が速度を維持しながら走行している間に、自車両は進入位置に向けての移動を開始することができる。実際に前方車両が所定加速度以上で加速した時点で、自車両は進入位置に向けて移動している又は所定位置で待機しているため、後方車両の運転者が後方車両の速度を維持又は減速させて、自車両の進入を促す可能性を高めることができる。その結果、例えば、渋滞により隣接車線への進入が難しい場面であっても、適切なタイミングで車線変更することができ、車線変更のタイミングを逃す恐れを低減することができる。

　なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

　例えば、上述の第１実施形態では、前方車両及び対象車両が停止中の際に実行する車線変更処理を説明し、上述の第２実施形態では、前方車両及び対象車両が走行中の際に実行する車線変更処理を説明したが、これらの車線変更処理を組み合わせてもよい。すなわち、走行状態判定部１０５により各車両の走行状態が判定された結果、各車両が停止中と判定された場合には、第１実施形態における車線変更処理を実行してもよい。一方、各車両が走行中と判定された場合には、第２実施形態における車線変更処理を実行してもよい。これにより、各車両の走行状態にかかわらず、進入スペースが存在せず隣接車線への進入が困難な場面において、適切なタイミングで車線変更を実施することができる。

　例えば、本明細書では、本発明に係る車両制御装置を、車両制御装置１００を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本明細書では、本発明に係る第１車線を、自車線を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本明細書では、本発明に係る第２車線を、隣接車線を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本明細書では、本発明に係る取得部を、情報取得部１０２を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本明細書では、本発明に係る第１特定部及び第２特定部を、特定部１０４を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本明細書では、本発明に係る第１判定部を、走行状態判定部１０５を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本明細書では、本発明に係る第２判定部を、スペース有無判定部１０６を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本明細書では、本発明に係る走行制御部を、走行制御部１０８を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

１０…周辺環境センサ群
　１１…レーダー
　１２…撮像装置
２０…車両センサ群
　２１…車速センサ
　２２…加速度センサ
　２３…ジャイロセンサ
　２４…操舵角センサ
　２５…アクセルセンサ
　２６…ブレーキセンサ
３０…ナビゲーションシステム
　３１…ＧＰＳ
　３２…通信装置
　３３…ナビコントローラ
４０…地図データベース
５０…ＨＭＩ
６０…アクチュエータ制御装置
７０…車両制御アクチュエータ群
　７１…ステアリングアクチュエータ
　７２…アクセル開度アクチュエータ
　７３…ブレーキ制御アクチュエータ
８０…方向指示器
１００…車両制御装置
　１０１…制御装置
　１０２…情報取得部
　１０３…状況認識部
　１０４…特定部
　１０５…走行状態判定部
　１０６…スペース有無判定部
　１０７…予測部
　１０８…走行制御部
２００…車両システム

Claims

　自車両を車線変更させることが可能なプロセッサに実行させる車両制御方法であって、
　前記自車両に設けられたセンサから、前記自車両の周辺情報を取得し、
　前記自車両の周辺情報に基づいて、前記自車両が走行する第１車線に対して隣接する第２車線上に位置し、前記自車両の進入先の位置を示す進入位置を特定し、
　前記進入位置の前後に位置する他車両のうち、前方の前記他車両を前方車両として特定し、後方の前記他車両を後方車両として特定し、
　前記前方車両及び前記後方車両それぞれの走行状態を判定し、
　前記進入位置には前記自車両が進入するスペースが存在するか否かを判定し、
　前記前方車両及び前記後方車両が停止中と判定され、かつ、前記進入位置には前記スペースが存在しないと判定された場合、前記前方車両が発進するか否かを予測し、
　前記前方車両の発進が予測された場合、前記進入位置に向けた前記自車両の移動を開始させる車両制御方法。
　請求項１記載の車両制御方法であって、
　前記前方車両に対して前方に位置する他車両を対象車両として特定し、
　単位時間あたりの前記対象車両の走行距離が所定距離以上であるか否かを判定し、
　前記対象車両の前記走行距離が所定距離以上と判定された場合、前記前方車両が発進すると予測する車両制御方法。
　請求項１又は２記載の車両制御方法であって、
　前記前方車両に対して前方に位置する他車両を対象車両として特定し、
　前記対象車両のブレーキランプの消灯が検出された場合、前記前方車両が発進すると予測する車両制御方法。
　請求項１~３の何れか一項に記載の車両制御方法であって、
　前記前方車両のブレーキランプの消灯が検出された場合、前記前方車両が発進すると予測する車両制御方法。
　請求項１~４の何れか一項に記載の車両制御方法であって、
　前記自車両の外部と通信可能な装置から、前記第２車線の交通の流れを決定している信号機に関する情報を取得し、
　前記信号機の信号表示が赤色から青色へ切り替わった場合、前記前方車両が発進すると予測する車両制御方法。
　請求項１~５の何れか一項に記載の車両制御方法であって、
　前記進入位置に前記スペースが存在しないと判定された場合、前記第１車線上に前記自車両の待機位置を設定し、
　前記自車両を前記待機位置で待機させている間に、前記前方車両が発進するか否かを予測し、
　前記待機位置は、前記自車両の進行方向に沿う前記第１車線の中心線に対して前記第２車線側の位置、前記前方車両よりも後方の位置、及び前記自車両の前端部が前記前方車両の後端部よりも後方の位置であり、かつ、前記自車両の前端部が前記後方車両の前端部よりも前方の位置のうち少なくとも何れか一つの要件を満たす位置である車両制御方法。
　請求項１~６の何れか一項に記載の車両制御方法であって、
　前記前方車両の前方に位置する他車両を対象車両として特定し、
　前記進入位置に前記スペースが存在しないと判定された場合、前記第１車線上に前記自車両の待機位置を設定し、
　前記自車両を前記待機位置で待機させている間に、前記前方車両が発進するか否かを予測し、
　前記待機位置は、前記センサの検出範囲内の位置である車両制御方法。
　請求項１~７の何れか一項に記載の車両制御方法であって、
　前記前方車両の発進が予測された場合、前記自車両を所定位置まで移動させ、
　前記所定位置は、前記後方車両の前端部のうち最も前記第１車線側の位置と、前記前方車両の後端部のうち最も前記第１車線側の位置とを結ぶことで形成される架空の境界線に対して、前記自車両の前記第２車線側の側端部が前記第１車線側にある位置である車両制御方法。
　請求項２記載の車両制御方法であって、
　前記対象車両の前記走行距離が前記所定距離未満の場合、前記前方車両は発進しないと予測し、
　前記前方車両の発進が予測されない場合、前記自車両を待機させる車両制御方法。
　請求項２記載の車両制御方法であって、
　前記対象車両の前記走行距離が前記所定距離以上の場合、前記前方車両は発進すると予測し、
　前記対象車両の前記走行距離に基づいて、前記進入位置に向けての前記自車両の移動距離を設定する車両制御方法。
　請求項１~１０の何れか一項に記載の車両制御方法であって、
　現在の状況が前記前方車両の発進を予測できない状況に該当する場合、前記前方車両の発進を検出した後に、前記進入位置に向けた前記自車両の移動を開始させる車両制御方法。
　請求項１１に記載の車両制御方法であって、
　前記前方車両の発進を予測できない状況は、前記第２車線の道路形状が曲線、及び前記前方車両が大型自動車のうち少なくとも何れか一つの要件を満たす状況である車両制御方法。
　請求項１~１２の何れか一項に記載の車両制御方法であって、
　前記前方車両の発進が予測された場合、前記第２車線側の方向指示器を点灯させる車両制御方法。
　請求項１~１３の何れか一項に記載の車両制御方法であって、
　前記前方車両及び前記後方車両が走行中と判定され、かつ、前記進入位置に前記自車両が進入するスペースが存在しないと判定された場合、前記前方車両が所定加速度以上で加速するか否かを予測し、
　前記前方車両の前記加速が予測された場合、前記進入位置に向けて前記自車両を移動させる車両制御方法。
　制御装置により自車両を車線変更させることが可能な車両制御装置であって、
前記制御装置は、
　前記自車両に設けられたセンサから、前記自車両の周辺情報を取得する取得部と、
　前記自車両の周辺情報に基づいて、前記自車両が走行する第１車線に対して隣接する第２車線上に位置し、前記自車両の進入先の位置を示す進入位置を特定する第１特定部と、
　前記進入位置の前後に位置する他車両のうち、前方の前記他車両を前方車両として特定し、後方の前記他車両を後方車両として特定する第２特定部と、
　前記前方車両及び前記後方車両それぞれの走行状態を判定する第１判定部と、
　前記進入位置には前記自車両が進入するスペースが存在するか否かを判定する第２判定部と、
　前記前方車両及び前記後方車両が停止中と判定され、かつ、前記進入位置には前記スペースが存在しないと判定された場合、前記前方車両が発進するか否かを予測する予測部と、
　前記前方車両の発進が予測された場合、前記進入位置に向けた前記自車両の移動を開始させる走行制御部とを有する車両制御装置。